Меню

Докажите что сила тока во всех участках неразветвленной цепи

Последовательное и параллельное соединения проводников
Третий уровень

16.35. Используя закон сохранения электрического заряда, докажите, что во всех участках цепи с последовательным соединением резисторов сила тока одна и та же.

16.36. Пользуясь законом сохранения электрического заряда, докажите, что сила тока в неразветвленном участке цепи с параллельным соединением проводников равна сумме сил токов в ветвях цепи.

16.37. Ученик по ошибке собрал цепь, показанную на рис. 62 1 , и с удивлением обнаружил, что лампа не горит, хотя вольтметр показывает напряжение, на которое она рассчитана. Объясните этот «опыт».

1 Здесь и далее (если не оговорено иное) сопротивление амперметра считается намного меньшим сопротивления других элементов цепи, а сопротивление вольтметра — намного большим.

Рис. 62

16.38. В ходе лабораторной работы ученик собрал цепь неправильно, поменяв местами амперметр и вольтметр. Будет ли в собранной цепи гореть лампа? Что покажут приборы? Какой прибор может выйти из строя?

16.39. Найдите сопротивление цепи (рис. 63) и силу тока в каждом из одинаковых резисторов сопротивлением по 200 Ом. К цепи приложено напряжение 6 В.

Рис. 63

16.40. Найдите сопротивление цепи (рис. 64) и силу тока в каждом из одинаковых резисторов сопротивлением по 500 Ом. К цепи приложено напряжение 12 В.

Рис. 64

16.41. Как нужно соединить четыре резистора, сопротивление которых R1 = 0,5 Ом, R2 = 2 Ом, R3 = 3,5 Ом и R4 = 4 Ом, чтобы их общее сопротивление было 1 Ом? 1

16.42. Как получить сопротивление 9 Ом, использовав минимальное число одинаковых резисторов сопротивлением по 15 Ом? Нарисуйте схему соответствующего соединения.

16.43. Вычислите сопротивление цепи, представленной на рис. 65, если R = 2 Ом.

Рис. 65

16.44. Найдите силу тока в каждом из резисторов (рис. 66) и приложенное к цепи напряжение, если амперметр показывает силу тока 1 А. Сопротивление резисторов R1 = 6 Ом, R2= 12 Ом, R3 = 5 Ом.

Рис. 66

16.45. Какова сила тока в каждом из резисторов (рис. 67) и приложенное к цепи напряжение, если вольтметр показывает напряжение 3 В? Сопротивление резисторов R1 = 3 кОм, R2 = 6 кОм, R3 = 4 кОм.

Рис. 67

16.46. Найдите силу тока в каждом из одинаковых резисторов (рис. 68) сопротивлением по 120 Ом, если напряжение источника тока 36 В.

Рис. 68

16.47. Найдите силу тока в каждом из одинаковых резисторов (рис. 69) сопротивлением по 30 Ом, если напряжение источника тока 15 В.

Рис. 69

16.48. Четыре одинаковые лампы соединены, как показано на рис. 70, и подключены к источнику постоянного напряжения. Как изменится накал каждой из ламп, если лампа Л4 перегорит? Зависимость сопротивления ламп от температуры не учитывайте.

Рис. 70

16.49. Найдите силу тока в каждом из резисторов (рис. 71). Напряжение источника тока 91В, сопротивление каждого из резисторов 35 Ом.

Рис. 71

16.50. Каково сопротивление цепи (рис. 72) при разомкнутом и замкнутом ключе? Сопротивление резисторов R1 = R4 = 600 Ом, R2 = R3 = 1,8 Ом.

Источник

Неразветвленные и разветвленные электрические цепи

Электрические цепи подразделяют на неразветвленные и разветвленные. Простейшая разветвленная цепь. В ней имеются три ветви и два узла. В каждой ветви течет свой ток. Ветвь можно определить как участок цепи, образованный последовательно соединенными элементами (через которые течет одинаковый ток) и заключенный между двумя узлами. В свою очередь узел есть точка цепи, в которой сходятся не менее трех ветвей. Если в месте пересечения двух линий на электрической схеме поставлена точка, то в этом месте есть электрическое соединение двух линий, в противном случае его нет. Узел, в котором сходятся две ветви, одна из которых является продолжением другой, называют устранимым или вырожденным узлом

Линейной электрической цепью называют такую цепь, все компоненты которой линейны. К линейным компонентам относятся зависимые и независимые идеализированные источники токов и напряжений, резисторы (подчиняющиеся закону Ома), и любые другие компоненты, описываемые линейными дифференциальными уравнениями, наиболее известны электрические конденсаторы и индуктивности. Если цепь содержит отличные от перечисленных компоненты, то она называется нелинейной.

Изображение электрической цепи с помощью условных обозначений называют электрической схемой. Функция зависимости тока, протекающего по двухполюсному компоненту от напряжения на этом компоненте называют вольт-амперной характеристикой (ВАХ). Часто ВАХ изображают графически в декартовых координатах. При этом по оси абсцисс на графике обычно откладывают напряжение, а по оси ординат — ток.

Читайте также:  Разъем для трехфазного тока

В частности, омические резисторы, ВАХ которых описывается линейной функцией и на графике ВАХ являются прямыми линиями, называют линейными.

Примерами линейных (как правило, в очень хорошем приближении) цепей являются цепи, содержащие только резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности без ферромагнитных сердечников.

Некоторые нелинейные цепи можно приближенно описывать как линейные, если изменение приращений токов или напряжений на компоненте мало, при этом нелинейная ВАХ такого компонента заменяется линейной (касательной к ВАХ в рабочей точке). Этот подход называют «линеаризацией». При этом к цепи может быть прменён мощный математический аппарат анализа линейных цепей. Примерами таких нелинейных цепей, анализируемых как линейные относятся практически любые электронные устройства, работающие в линейном режиме и содержащие нелинейные активные и пассивные компоненты (усилители, генераторы и др.).

8.Электродвижущая сила (ЭДС) — скалярная физическая величина, характеризующая работу сторонних (непотенциальных) сил висточниках постоянного или переменного тока. В замкнутом проводящем контуре ЭДС равна работе этих сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль контура.

ЭДС можно выразить через напряжённость электрического поля сторонних сил.

ЭДС так же, как и напряжение, измеряется в вольтах. Можно говорить об электродвижущей силе на любом участке цепи. Это удельная работа сторонних сил не во всем контуре, а только на данном участке. ЭДС гальванического элемента есть работа сторонних сил при перемещении единичного положительного заряда внутри элемента от одного полюса к другому. Работа сторонних сил не может быть выражена через разность потенциалов, так как сторонние силы непотенциальны и их работа зависит от формы траектории. Так, например, работа сторонних сил при перемещении заряда между клеммами тока вне самого источника равна нулю.

Причиной электродвижущей силы может стать изменение магнитного поля в окружающем пространстве. Это явление называетсяэлектромагнитной индукцией. Величина ЭДС индукции в контуре определяется выражением

где — поток магнитного поля через замкнутую поверхность , ограниченную контуром. Знак «−» перед выражением показывает, что индукционный ток, созданный ЭДС индукции, препятствует изменению магнитного потока в контуре (см. правило Ленца).

9. Зако́н О́ма — физический закон, определяющий связь электродвижущей силы источника или электрического напряжения с силой тока и сопротивлением проводника. Экспериментально установлен в 1826 году, и назван в честь его первооткрывателя Георга Ома.

В своей оригинальной форме он был записан его автором в виде : ,

Здесь X — показания гальванометра, т.е в современных обозначениях сила тока I, a — величина, характеризующая свойства источника тока, постоянная в широких пределах и не зависящая от величины тока, то есть в современной терминологии электродвижущая сила (ЭДС) , l — величина, определяемая длиной соединяющих проводов, чему в современных представлениях соответствует сопротивление внешней цепи R и, наконец, b параметр, характеризующий свойства всей установки, в котором сейчас можно усмотреть учёт внутреннего сопротивления источника тока r [1] .

В таком случае в современных терминах и в соответствии с предложенной автором записи формулировка Ома (1) выражает

Закон Ома для полной цепи:

, (2)

§ — ЭДС источника напряжения(В),

§ — сила тока в цепи (А),

§ — сопротивление всех внешних элементов цепи (Ом),

§ — внутреннее сопротивление источника напряжения (Ом).

Часто [2] выражение:

(3)

(где есть напряжение или падение напряжения, или, что то же, разность потенциалов между началом и концом участка проводника) тоже называют «Законом Ома».

11. Параллельное соединение резисторов. При параллельном соединении нескольких приемников они включаются между двумя точками электрической цепи, образуя параллельные ветви (рис. 26, а). Заменяя

Рис. 26. Схемы параллельного соединения приемников

лампы резисторами с сопротивлениями R1, R2, R3,

При параллельном соединении ко всем резисторам приложено одинаковое напряжение U. Поэтому согласно закону Ома:

Ток в неразветвленной части цепи согласно первому закону Кирхгофа I = I1+I2+I3, или

Следовательно, эквивалентное сопротивление рассматриваемой цепи при параллельном соединении трех резисторов определяется формулой

Вводя в формулу (24) вместо значений 1/Rэк, 1/R1, 1/R2 и 1/R3 соответствующие проводимости Gэк, G1, G2 и G3, получим: эквивалентная проводимость параллельной цепи равна сумме проводимостей параллельно соединенных резисторов:

Таким образом, при увеличении числа параллельно включаемых резисторов результирующая проводимость электрической цепи увеличивается, а результирующее сопротивление уменьшается.
Из приведенных формул следует, что токи распределяются между параллельными ветвями обратно пропорционально их электрическим сопротивлениям или прямо пропорционально их проводимостям. Например, при трех ветвях

Читайте также:  Первые ученые электрического тока

В этом отношении имеет место полная аналогия между распределением токов по отдельным ветвям и распределением потоков воды по трубам.
Приведенные формулы дают возможность определить эквивалентное сопротивление цепи для различных конкретных случаев. Например, при двух параллельно включенных резисторах результирующее сопротивление цепи

при трех параллельно включенных резисторах

При параллельном соединении нескольких, например n, резисторов с одинаковым сопротивлением R1 результирующее сопротивление цепи Rэк будет в n раз меньше сопротивления R1, т.е.

Rэк= R1 / n(27)

Проходящий по каждой ветви ток I1, в этом случае будет в п раз меньше общего тока:

I1 = I / n (28)

При параллельном соединении приемников, все они находятся под одним и тем же напряжением, и режим работы каждого из них не зависит от остальных. Это означает, что ток, проходящий по какому-либо из приемников, не будет оказывать существенного влияния на другие приемники. При всяком выключении или выходе из строя любого приемника остальные приемники остаются вклю-

Рис. 27. Схемы смешанного соединения приемников

ченными. Поэтому параллельное соединение имеет существенные преимущества перед последовательным, вследствие чего оно получило наиболее широкое распространение. В частности, электрические лампы и двигатели, предназначенные для работы при определенном (номинальном) напряжении, всегда включают параллельно.
12. Правила Кирхгофа — соотношения, которые выполняются между токами и напряжениями на участках любой электрической цепи. Правила Кирхгофа позволяют рассчитывать любые электрические цепи постоянного, переменного и квазистационарного тока. Имеют особое значение в электротехнике из-за своей универсальности, так как пригодны для решения многих задач в теории электрических цепей и практических расчётов сложных электрических цепей. Применение правил Кирхгофа к линейной электрической цепи позволяет получить систему линейных уравненийотносительно токов или напряжений, и соответственно, найти значение токов на всех ветвях цепи и все межузловые напряжения. Сформулированы Густавом Кирхгофом в 1845 году. Название «Правила» корректнее потому, что эти правила не являются фундаментальными законами Природы, а вытекают из фундаментальных законов сохранения заряда и безвихревости электростатического поля (3-е уравнение Максвелла при неизменном магнитном поле). Эти правила не следует путать с ещё двумя законами Кирхгофа в химии и физике.

Определения

Для формулировки правил Кирхгофа, вводятся понятия узел, ветвь и контур электрической цепи. Ветвью называют любой двухполюсник, входящий в цепь, например, на рис. отрезок, обозначенный U1, I1 есть ветвь. Узлом называют точку соединения двух и более ветвей (на рис. обозначены жирными точками). Контур — замкнутые циклы из ветвей. Термин замкнутый цикл означает, что начав с некоторого узла цепи и пройдя по нескольким ветвям и узлам однократно можно вернуться в исходный узел. Ветви и узлы, проходимые при таком обходе, принято называть принадлежащими данному контуру. При этом нужно иметь в виду, что каждая ветвь и узел может одновременно принадлежать нескольким контурам.

В терминах данных определений правила Кирхгофа формулируются следующим образом.

Первое правило Кирхгофа

Первое правило Кирхгофа (правило токов Кирхгофа) гласит, что алгебраическая сумма токов в каждом узле любой цепи равна нулю. При этом втекающий в узел ток принято считать положительным, а вытекающий — отрицательным:

Иными словами, сколько тока втекает в узел, столько из него и вытекает. Это правило следует из фундаментального закона сохранения заряда.

13. Электрический ток нагревает проводник. Это явление нам хорошо известно. Объясняется оно тем, что свободные электроны в металлах, перемещаясь под действием электрического поля, взаимодействуют с ионами или атомами вещества проводника и передают им свою энергию. В результате работы электрического тока увеличивается скорость колебаний ионов и атомов и внутренняя энергия проводника увеличивается. Опыты показывают, что в неподвижных металлических проводниках вся работа тока идет на увеличение их внутренней энергии. Нагретый проводник отдает полученную энергию окружающим телам, но уже путем теплопередачи. Значит, количество теплоты, выделяемое проводником, по которому течет ток, равно работе тока. Мы знаем, что работу тока рассчитывают по формуле:
А=U·I·t.
Обозначим количество теплоты буквой Q. Согласно сказанному выше Q = A, или Q = U·I·t. Пользуясь законом Ома, можно количество теплоты, выделяемое проводником с током, выразить через силу тока, сопротивление участка цепи и время. Зная, что U = IR, получим: Q = I·R·I·t, т. е. Q=I ·R·tКоличество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени. К этому же выводу, но на основании опытов впервые пришли независимо друг от друга английский ученый Джоуль и русский ученый Ленц. Поэтому сформулированный выше вывод называется законом Джоуля – Ленца

Читайте также:  Действительное значение силы тока это

Источник

Докажите , что сила тока во всех участках неразветвленной цепи одна и та же (воспользуйтесь законом сохранения электрического заряда)

опираясь на закон сохранения электрического заряда,следует что
у нас цепь изолирована-мы имеем замкнутую систему
пользуясь формулировка
q1+q2+q3+q4..=const
а в теории сказано,что если заряд исчезает в одном месте, то он появляется в другом..

Другие вопросы из категории

Груз массой 15 кг поднимают на высоту 2 м. такой же массы груз тянут вверх по наклонной плоскости, прикладывая силу. Сравните пути, пройденные грузами в обоих случаях при поднятии их на 2 метра найдите выполнены при этом работы.

Читайте также

(смотрите фотографию)
1) Чему равна сила тока во втором резисторе?
2) Чему равно напряжение на четвёртом резисторе?

Напишите пожалуйста кратко вычисления ))

омах), а t — тремя (в секундах). Сколько ампер составляет сила тока еслли за 3 секунды выделилось 120 ждоулей теплоты а сопративление участка цепи состовляет 2,5 ома. Все величины положительны

2)Какова мощность тока в телевизоре, включенном в цепь с напряжением 220В при силе тока 0,4 А?

сила тока в цепи 4,5 А?

равна сила тока во втором резисторе?
а) 12 А.
б) 3 А.
в) 1 А.
г) 6 А.
2. Сравните сопротивление медного и нихромового проводов, если медный провод в 10 раз длиннее, а его диаметр в 2 раза меньше диаметра нихромового.
а) Сопротивление медного провода в 26 раз меньше, чем нихромового.
б) Сопротивление медного провода в 3,2 раза меньше, чем нихромового.
в) Сопротивление медного провода в 1,6 раз меньше, чем нихромового.
г) Сопротивление медного провода в 1,6 раз больше, чем нихромового.
Физика. 8 класс.

Источник



Докажите что сила тока во всех участках неразветвленной цепи

Вопрос по физике:

Докажите , что сила тока во всех участках неразветвленной цепи одна и та же (воспользуйтесь законом сохранения электрического заряда)

Ответы и объяснения 1

Опираясь на закон сохранения электрического заряда,следует что
у нас цепь изолирована-мы имеем замкнутую систему
пользуясь формулировка
q1+q2+q3+q4..=const
а в теории сказано,что если заряд исчезает в одном месте, то он появляется в другом..

Знаете ответ? Поделитесь им!

Как написать хороший ответ?

Чтобы добавить хороший ответ необходимо:

  • Отвечать достоверно на те вопросы, на которые знаете правильный ответ;
  • Писать подробно, чтобы ответ был исчерпывающий и не побуждал на дополнительные вопросы к нему;
  • Писать без грамматических, орфографических и пунктуационных ошибок.

Этого делать не стоит:

  • Копировать ответы со сторонних ресурсов. Хорошо ценятся уникальные и личные объяснения;
  • Отвечать не по сути: «Подумай сам(а)», «Легкотня», «Не знаю» и так далее;
  • Использовать мат — это неуважительно по отношению к пользователям;
  • Писать в ВЕРХНЕМ РЕГИСТРЕ.
Есть сомнения?

Не нашли подходящего ответа на вопрос или ответ отсутствует? Воспользуйтесь поиском по сайту, чтобы найти все ответы на похожие вопросы в разделе Физика.

Трудности с домашними заданиями? Не стесняйтесь попросить о помощи — смело задавайте вопросы!

Физика — область естествознания: естественная наука о простейших и вместе с тем наиболее общих законах природы, о материи, её структуре и движении.

Источник